工程机械电子论文提纲

论文题目：工程机械数据采集终端系统的研发及应用

摘要：随着我国现代化建设进程的逐渐加快,对技术先进、性能优越的工程机械的需求也越来越大。目前对于工程机械的维护、调度、监督较为混乱,部署的信息化系统功能比较单一,对工程机械的调度有一定的提升,但不能从根本上解决并保证工程机械在施工过程中保质保量地完成作业。此时如何如提升工程机械管理力度就成为了亟待解决的问题,涉及到减少维修次数、保证施工安全、信息实时反馈以及增强通用性等诸多问题。论文依托目标企业的业务需求设计并实现了基于物联网的工程机械数据采集终端,具体工作如下:（1）总线通信协议确定。通过查阅相关资料确定了,该公司生产的工程机械主要通过CAN总线与各个车辆电控单元（ECU）通讯及标定,通信的协议为CAN2.0 Part A,确定了终端中必不可少的CAN总线通讯模块。但是由于高速CAN（HS-CAN）与低速CAN（LS-CAN）在物理层上是不兼容的,所以要求终端上同时具备两种CAN总线通信类型。另外有部分早期生产的工程机械是通过RS232、RS485作为通信协议,因此终端还需要支持上述的两种通讯。至此便确定了终端需具备的所有总线通信协议,以兼顾新老设备。（2）数据采集终端核心处理器选型。强大处理器使得数据采集终端能够在大量的出具处理中游刃有余,最终选定了意法半导体生产的STM32F407微控制器,ART技术,将Cortext-M4的性能发挥到了极致。（3）数据采集终端软件编程。Keil作为一款强大的集成开发环境（IDE）能够使得编程工作事半功倍,目标代码率高,结构紧凑,容易理解。（4）数据采集终端测试。测试能够满足汽车电子产品的相关标准:GPS/BD模块性能测试保证终端具有良好的定位能力;GPRS模块通信性能测试确保终端联网及通信畅通;防护安全级别达到IP65防护等级;高低温试验用来测试温、湿度变化对终端性能的影响。（5）对各项测试结果进行分析,总结不足并对终端进行优化。本终端在提升企业管理效率,保证施工安全,监督施工质量等方面起到了极大地改进作用,为工程机械管理的良好的可持续的发展打下坚实的基础。

关键词：工程机械;车辆电控单元;CAN总线;GPS/BD;GPRS

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究目的与意义

1.3 课题研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 相关技术介绍

1.4.1 CAN总线

1.4.2 GPRS通信技术

1.4.3 组合定位技术

1.5 课题研究内容

1.6 本文章节划分

2 终端系统需求分析与总体设计

2.1 终端系统需求分析

2.1.1 系统功能需求分析

2.2 系统总体设计

2.2.1 设计思想

2.2.2 系统整体结构

2.2.3 系统组成

2.3 终端部署设计

2.4 本章小结

3 终端硬件设计

3.1 硬件总体设计与实现

3.2 电源电路设计

3.2.1 供电电路设计需求

3.2.2 供电电路原理构型与方案选取

3.2.3 电源接口电路

3.2.4 电源转换方案选型

3.2.5 锂电池管理电路

3.2.6 单片机和总线供电电路

3.2.7 GPS/BD双模定位模块供电

3.2.8 防拆卸和上电唤醒电路

3.2.9 GPRS无线通信模块供电

3.2.10 供电电路测试

3.3 数字电路设计

3.3.1 微处理器及其外围电路

3.3.2 GPS/BD组合定位模块电路设计

3.3.3 GPRS无线通信模块电路设计

3.3.4 CAN总线通信模块电路设计

3.3.5 RS232通信电路设计

3.3.6 RS485通信电路设计

3.3.7 继电器模块电路设计

3.3.8 SD卡电路设计

3.3.9 其他电路

3.4 射频模拟电路设计

3.4.1 GPRS天线射频模拟电路设计

3.4.2 定位天线射频模拟电路设计

3.5 接口设计

4 终端系统软件设计

4.1 GPS/BD定位模块软件设计

4.1.1 N303协议

4.1.2 GPS/BD软件设计

4.2 GPRS网络通信软件设计

4.2.1 关于AT指令

4.2.2 SIM800C软件设计

4.3 CAN总线协议

4.3.1 开机协议

4.3.2 锁车协议

4.3.3 解锁协议

4.3.4 获取车辆锁定状态协议

4.3.5 设备状态数据帧解析示例

4.3.6 工况参数数据帧解析示例

4.4 终端与服务器交互协议

4.4.1 服务器向终端发送数据格式

4.4.2 终端上传数据格式

4.4.3 终端从FTP服务器下载更新文件

5 终端功能测试

5.1 定位性能

5.2 通信性能

5.3 防护等级测试

5.4 高低温试验性能

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

个人简历

获奖情况

致谢